换器对单相液体水流中传热系数的测定结果为超过20KW/ m2K。用喷射冷却系统的电子设备在这个类似范围内的传热系数已经由Overholt等人获得。
不同的分支水平的设置传播流体在一个区域，并再次收集它，可以与Bejan构形理论进行处理。在构形设计方法开始于零水平的最小元素，并与有关更高一级相连接。这种做法是逆支系统的分形的描述，其中一个元素被反复小型化，直到几乎成为无限小的结构。在自然界中，系统具有有限的尺寸最小，并因此，按照构形的方法。通道单元的最佳大小和覆盖相应的面积取决于运输速度的重要数量,如热通量。最佳流动分布和在不同的分支水平的通道的横截面是由另一个生物原则的影响，即所谓的美利定律，例如，血管或植物毛细管的分支。如果内半径的立方和在每一分支水平总是恒定的，该通道网络将需要最小的功率消耗或对于给定的流率表现出最小的压力损失。用于通道具有圆形的横截面，最大水平元件的直径dn的立方等于下一元件直径dz的立方和。在非圆形横截面，半径被替换为水力直径。
水平最大的元素符号“n”由于有n分支系统的水平。该系统的零水平是以下的构形设计方法的符号的最小水平。对于一个对称分岔，上述等式给出以下在不同分支水平z相关的直径
这种相关性提供了在每个分支水平的z的等壁剪应力；更多详细信息被Albring和爱默生和同事的两篇论文给出。在第4.2.4节给出了微通道网络的例子。
在下文中，提出了微通道结合适当的入口和出口歧管的细网，以控制在给定的区域中的温度分布。基于简单的通道单元的模拟中，整个通道系统在Bejan的构形理论的帮助下被安排，开始优化以从表面去除热量的简单零级元件。零级在构形设计中是最小级，从该系统通
过的自下而上的方法被建立起来。
在整个系统中热传递和流体引导的主要步骤是传播流体在加热区（进气歧管），将加热区域（零级元件）与流体联系起来，将所述流体加热到允许温度，并且将加热区（出口歧管）移出流体。零级元件的形状和大小是用于在考虑入口影响下的恒定热通量q和低压力损失ΔP的高的热传递最优化，参见Kockmann等。在通道单元内对流量和温度分布用商业CFD-工具CFDACE+进行了模拟，设计出具有高的传热系数的微结构。我们认为单相流是可行的，而且它没有相变发生。如所述单通道单元被组合为具有特性的通道的网络。
4.2.2单通道元计算
本节介绍高性能换热器和微通道网络的设计规则和相关性。恒定Nu数介绍了层流时的传热，同时见第4.1.3节，其中采用以下形式的热流q和充分发展的流型
传热系数α随着特性的水力直径dh和恒定热传导率λ的减小而增加。在入口或后弯处，直的层流受到干扰，发生附加的压力损失，并且在通道中横向流动分量提升了运输过程，参见第3.2.2节。在对低雷诺数（5≤Re≤200）和Rosaguti等数值研究计算出在循环通道中的传热是直通道中的1.5倍。方程4.33中描述的传热增强意味着Nume数的水动力和热力入口流根据无因次入口长度X+ = X /(dh·Re·Pr)和普朗特数Pr=ν/a。确定最优通道长度x，上述方程形成
为了得到30％的传热促进（Nume/Num= 10.3），入口长度除以液压直径应小于0.005Re，对于得到10％的传热促进，长度应不超过0.06Re。在长渠道中,压力损失对增加传热没有额外的好处。入口流在一个丁字路口的仿真如图4.6所示，以及Nu数在不同的Re数下的通道长度。
在图4.6的侧视图清楚地显示了弯曲流旋涡的存在，也称为迪安流。这种双重涡旋直接增强折弯后的传热，但是由于粘滞力在后续通道中传热衰减。Nu数逐渐接近在直通道中层流的值，如式4.61表示的值。图4.7显示了在一个丁字路口和相邻的90°弯曲的Nu数，它们以方程CFD模拟和从方程4.62分析得到。一些效果清晰可见：在弯曲的流动传热增强,再层流化在直通道中流后弯流，数值和分析值之间的相关性。增强热传递与压力损失相关，这是在下面的被用于基本通道单元，如弯曲和结处理。
在一个通道的横截面的温度分布，如图4.6所示，表示在壁和相对较低的堆积温度急剧温度梯度。以覆盖为了除热和进一步提高了热传递的较大的区域，结合两个或更多个90°弯曲已被研究。为了分叉的形状的微通道的设置，用壁温分布，流纹和Nu数的传热仿真见图4.7。Nu数与从方程4.62的分析值进行比较。模拟和分析值之间的差异，在弯曲通道从复杂的流动起源。分析解决方案是有效的管道入口
流量和恒壁温，然而，相关的趋势，表明，解析解可用于进一步的设计分析。
在图4.8中，压力剖面，流线和通道弯曲以各种形状和矩形横截面的壁的热通量将显示为Re数200。该图表示从壁的可能的热传递到所述流体为给定的压力损失或泵送必要功率P来驱动所述流体。
高压力损失在90°急剧弯曲下也会导致热通量增加，特别是高流率需要较高泵功率。在具有圆形弯曲的弯曲部的通道内的压力损失的降低也能产生较低的热通量，因此，图中的曲线表示为每个元素类似的性能密切相关。对于一个给定的压力损失在高流率急弯处产生最高的热通量。
情况类似的通道连接或丁字路口，如图4.9所示，在矩形截面形状和Re数为200下压力分布图，流纹，壁面热通量显示各种结。热通量在一个急弯或对于给定的泵功率内半径弯曲元件下略高，例如，在0.5毫瓦的泵功率，2.4 瓦的热通量从所述元件壁转移到在急弯和内半径弯曲处的流体（水）中，而只有2.3 瓦与楔形接合转移。
4.2.3合成通道元素
低压力损失和低的平均驱动温度差ΔT是一个最佳的操作和合适的热交换器性能的关键。在Bejan的“构形理论”的概念下提出了这两种效应导致在最小熵产生下的树突状通道网络的适当的几何优化。微通道之间热传递的最佳间距一个例子是由弗尔-Marinet等人给出。从构形理论一种说法是正确的和适当比例的对所涉及的组件的热传递
